Page 42 - 无损检测2022年第十一期

杨平华, 等:

发动机盘环件径轴向裂纹超声检测能力及影响因素分析

入射缺陷回波法与底波监控法 C 扫描检测( 保持水 裂纹。

层距离为 89mm 不变), 通过对比 C 扫描图像确定
2 试验结果与分析
4 种方法对于径轴向裂纹的检测能力。缺陷回波法

检测时采用Inconel718- ϕ 0.4mm 型平底孔试块进 2.1 不同方法对径轴向裂纹的检测能力对比

行灵敏度调整。通常所说的小角度纵波一般指在第 针对疲劳裂纹试样上不同长度( 1.5~10 mm )

二介质中折射角小于 15° 的纵波, 在进行小角度斜 的裂纹, 采用探头 1 ( 10 MHz水浸聚焦), 使声束从
入射法检测时, 声束入射角度的选择既要增大裂纹 试样上表面( 靠近裂纹侧) 入射, 进行纵波直入射缺
对回波高度的影响, 又要保证回波能够被探头接收 陷回波法与底波监控法、 纵波小角度斜入射缺陷回
到, 因此应将折射角控制在更小的范围以内, 文章根 波法与底波监控法 C 扫描检测, 得到不同长度疲劳
据试样厚度并结合前期试验结果选择声束入射角为 裂纹的 C 扫描图像( 见图 3 )。
2° ( 在试样中的折射角约为 8° ) 。在进行底波监
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控法检测时, 将闸门置于第一次底面反射回波( 简称
底波) 位置, 通过比较不同部位底波幅度的变化来判

断缺陷情况( 见图 2 )。
通过以上对比发现底波监控法对径轴向裂纹的
检测能力优于缺陷回波法的检测能力, 随后对可能
影响底波监控法检测能力的探头参数以及裂纹位置

等因素进行试验分析。首先分别采用参数不同的 3
个探头, 对试样进行直入射和小角度斜入射( 入射角
分别为 0° , 2° ) 底波监控法 C 扫描检测, 通过底波幅
度的对比确定了探头 1 具有最佳检测效果。随后采
用该 探 头 分 别 使 声 束 从 试 样 的 上、 下 表 面 以 2° 入
射, 进行底波监控 C 扫描检测, 通过底波幅度对比
来确定裂纹位置对检测能力的影响规律。

图 3 不同检测方法下不同长度疲劳裂纹的 C 扫描图像

由图 3 ( a ),( c ) 可见, 在 0.4 mm 检测灵敏度
ϕ
图 2 纵波小角度斜入射底波监控法检测及波形示意 下, 采用缺陷回波法无法检出试样上的任一裂纹, 无
通过以上试验和分析确定出盘环件径轴向裂纹 论采用声束直入射还是 2° 斜入射, 声束总是平行或
的超声检测方法, 使用所确定的检测参数在含有自 近似平行于裂纹取向, 因此裂纹尖端产生的缺陷反
然裂纹的 GH4169 涡轮盘上进行检测验证, 证明该 射信号太弱, 径轴向裂纹无法检出。
方法 可 有 效 检 出 位 于 涡 轮 盘 内 缘 的 5 条 径 轴 向 由图 3 ( b ),( d ) 可见, 底波监控法对径轴向裂纹

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2022 年 第 44 卷 第 11 期

无损检测